LogiX齿轮的性能研究

LogiX齿轮齿形是由许多微段渐开线组成的一种异型功能齿廓，比常规标准渐开线齿轮具有诸多的优越性。本文通过有限元分析与计算，表明了LogiX齿轮的弯曲强度明显优于常规标准渐开线齿轮。同时，通过实际的啮合传动噪声测试实验，证明了Logix齿轮传动的噪声等啮合性能指标也优于常规渐开线齿轮。丰富新型齿廓理论，对今后推广应用新型LogiX齿轮奠定了理论和实践基础。     

渐开线环形齿球齿轮传动原理与运动分析

介绍了一种新发明的球齿轮传动--渐开线环形齿球齿轮机构。与传统的Trallffa球齿轮相比,新型球齿轮一是采用了渐开线齿廓,二是轮齿在球面上呈环形连续分布,因而克服了离散齿球齿轮存在传动原理误差和难以加工这两个缺陷。首先介绍了这种新型球齿轮传动及其齿面的形成原理,以及派生出的另外一种新机构--球齿轮齿盘机构;为便于分析研究,对新型球齿轮传动的各部分名词术语进行了定义,然后分析了球齿轮机构的安装方式与结构特点以及球齿轮传动的啮合特点;给出了这种新型球齿轮机构的正确啮合条件和连续传动条件。还推导出这种新型球齿轮的齿面方程和啮合方程,理论结果证明了环形渐开线齿廓的共轭齿廓曲面仍然是环形渐开线曲面。利用方向余弦矩阵法分析了分别固联于主动球齿轮和从动球齿轮上两个动座标架之间的关系,通过旋转变换,分别推导出球齿轮机构和球齿轮齿盘机构的正、逆运动学模型,借助于行星轮系传动比计算方法求出了球齿轮行星传动中行星轮输出轴的偏转角与系杆框架偏转角之间的关系。     

分阶式双渐开线齿轮啮合特性及有限元研究

利用空间啮合原理,建立分阶式双渐开线齿轮型线齿廓理论与数学模型,推导双渐开线齿轮端面齿廓方程和接触线方程,对相互啮合的两个双渐开线齿轮端面啮合过程及接触线变化进行模拟分析,基于ANSYS有限元分析软件,利用其中的参数化设计语言APDL,精确建立双渐开线齿轮的单齿啮合和双齿啮合有限元模型,并对其进行接触有限元分析.分析结果表明,节点附近啮合时,双渐开线齿轮接触线发生间断,并且单齿啮合远大于双齿啮合的齿面最大接触应力.     

双渐开线齿轮传动的啮合分析

从双渐开线齿轮基本齿廓的定义出发 ,基于包络曲面法原理 ,导出双渐开线齿轮各部分齿面方程通用表达式 ,应用啮合理论 ,给出双渐开线齿轮正确啮合条件及无侧隙啮合方程式     

3自由度球齿轮建模与啮合分析

提出一种3自由度球齿轮,轮齿齿面由渐开线环形齿面和半球型锥齿轮弧形齿面组合而成,可实现无原理误差传动.基于渐开线成形原理和坐标变换理论,推导了环形齿和弧形齿齿廓曲面方程;根据齿轮啮合原理与运动分析,得到弧形齿面的共轭齿面.利用计算机得到仿真齿面以及球齿轮三维实体模型,验证了齿面方程的正确性.该研究为3自由度球齿轮机构的运动学和动力学分析提供了依据.     

渐开线点啮合齿轮传动

渐开线点啮合齿轮传动,是一种点线啮合的新型齿轮传动,其小齿轮为渐开线变位的特殊短齿,其大齿轮为具有部分渐开线的凸齿和过渡曲线的凹齿廓所组成。它们相互啮合时,既形成线接触又能够同时形成点啮合,实现点线啮合传动。其重合度比点啮合齿轮大,接触强度和弯曲强度高,而且加工制造方便,因而能够普遍推广和应用。     

一种新型齿轮齿形设计方法及啮合性能研究

针对齿轮传动装置小体积、轻量化、高效率的发展要求,提出了一种新型大重合度齿轮齿形设计方法,基于齿轮啮合原理,建立了新型大重合度齿轮齿形的数学模型,在此基础上,研究了新型大重合度齿轮齿形的啮合特性,并与渐开线齿轮进行对比分析。结果表明:新型大重合度齿轮齿形具有重合度大、滑动系数小、齿面磨损均匀、不存在根切现象等优点,是一种较为理想的高性能重载传动齿轮。     

线面对构齿轮啮合原理

根据曲线和曲面两种几何元素的接触特点，提出了线面对构齿轮啮合原理。定义了线面接触与线面啮合的概念，给出了线面啮合运动三要素；建立了线面啮合基本理论,得到与已知曲面相啮合的共轭曲线方程的通用表达式；通过在曲线每一点处的法平面上建立截面齿廓，进而构建连续曲面。以平行轴内啮合渐开线齿轮为例，通过在渐开线内齿轮齿面上选取接触曲线，构建新的线面啮合齿轮副，分析了线面啮合齿轮啮合过程的一般规律。研究结果表明，根据线面啮合原理，通过选取合适的几何参数，可以构建出一对正确啮合的点接触齿轮。该原理为齿轮齿面构建提供了新方法。     

新型环面渐开线齿轮齿面生成和几何特性研究

环面渐开线齿轮是一种对安装误差不敏感,无须修形就具有良好啮合性能,并且加工便捷的新型齿轮。根据环面渐开线齿轮的加工原理,从产形齿条的齿面方程出发,推导了凸环面渐开线齿轮和凹环面渐开线齿轮的完整齿面方程;利用MATLAB编程计算出环面渐开线齿轮齿面上点的三维坐标值,生成了精确齿面,并在Pro/E中建立了齿轮的实体模型;基于齿面数学模型,通过计算仿真对环面渐开线齿轮的根切与尖化现象进行了分析,获得了环面渐开线齿轮的根切界限曲线、尖化初始点以及不发生根切与尖化现象的最大齿宽;根据已生成的齿面进行有安装误差条件下的齿轮接触分析,证明了环面渐开线齿轮对安装误差不敏感。       

环面渐开线齿轮的动态接触分析

以环面渐开线齿轮为研究对象,根据齿轮啮合原理及滚齿加工原理,利用产形齿条的齿面方程,分别推导出凸、凹环面渐开线齿轮齿面方程。根据不产生尖化或根切的数学条件,基于MATLAB开发了环面渐开线齿轮几何参数设计的Graphical User Interface。以环面渐开线齿轮齿面上点的三维坐标构建三维实体模型,并将实体模型导入Hypermesh中划分网格。基于非线性接触算法,建立凸—凹环面渐开线齿轮啮合的有限元模型,在ABAQUS中对其进行动态接触分析,结果表明环面渐开线齿轮齿宽受根切及尖化的限制,而在齿面接触应力方面,双齿啮合区齿面接触应力较小,单齿啮合区齿面接触应力较大。     

变齿厚渐开线齿轮副啮合效率研究

由于变齿厚渐开线啮合副变位系数沿轴向变化的特点,其啮合角、锥角、重合度、不同端截面齿顶圆上的压力角、滑动率等参数与普通渐开线啮合副不同,其啮合效率计算也与普通渐开线啮合副有所区别.分析了变齿厚齿轮啮合副效率的计算特点和影响因素,如变位系数对变齿厚齿轮副重合度和啮合效率的影响;在此基础上,提出了一种新型效率计算方法;通过...     

基于有限元法的双渐开线齿轮啮合刚度计算

针对双渐开线齿轮啮合刚度变化规律不明的问题,对其啮合刚度的时变性进行了研究,提出了一种基于有限元法建立的双渐开线齿轮啮合刚度计算模型,用于求解双渐开线齿轮时变啮合刚度。应用有限元分析软件ABAQUS提取了齿面法向接触力和综合弹性变形,根据刚度公式求解了啮合刚度;研究了不同齿宽条件下主、从动轮综合弹性变形和啮合刚度的变化规律,对比分析了同参数、同工况条件下双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮啮合刚度的差异,并与ISO6336—1:2006中啮合刚度的计算方法进行了比较,验证了该齿轮啮合刚度计算方法的正确性。研究结果表明:在一个啮合周期内,齿宽越大,综合弹性变形量越小,单齿啮合刚度越大;双渐开线齿轮综合时变啮合刚度变化趋势与普通渐开线齿轮相似,双渐开线齿轮综合啮合刚度小于同参数的普通渐开线斜齿轮,双渐开线齿轮综合啮合刚度波动幅值略低于普通渐开线齿轮。     

漸开线交错轴斜齿轮副的空间啮合(上)

渐开线交错轴斜齿轮副的空间啮合原理不仅应用在交错轴斜齿轮副的设计和测绘等方面,而且对采用展成法加工的渐开线齿轮也很重要。例如,滚齿、剃齿、珩齿等工艺都离不开空间啮合理论的指导,因为它也是精密滚刀、剃齿刀及空间啮合的综合检验标准齿轮等复杂刀、量具的设计基础。必须指出,任意交错角的斜齿轮的空间啮合实际上是多种圆柱齿轮传动中最普遍的形式,由此而推导出的空间啮合关系,对于较为简单的各种圆柱齿轮啮合关系都是适用的。     

基于AutoLISP渐开线弧齿圆柱齿轮参数化三维建模

渐开线弧齿圆柱齿轮是一种新型齿轮,近年来在其啮合理论分析和加工工艺研究上已有一定的进展,但在三维造型方面由于其结构复杂,采用交互式造型方式很难实现齿轮的实体建模。采用AutoCAD嵌入式开发语言AutoLISP编程,基于实体构造几何法,实现对渐开线弧齿圆柱齿轮的参数化建模。渐开线弧齿圆柱齿轮的三维建模有益于对其进行加工方法、啮合运动、精度测量等的进一步研究与开发。     

点线啮合齿轮与渐开线齿轮啮合特性对比分析

以点线啮合齿轮副与渐开线齿轮副为研究对象,建立两种啮合齿轮的仿真模型,综合对比分析了点线啮合齿轮与渐开线齿轮在啮合传动误差、齿面载荷分布、齿面滑动速度分布、齿面接触应力分布、齿根弯曲应力分布、啮合接触迹线分析等方面的啮合特性。分析得知,点线啮合齿轮在上述啮合特性方面明显优于渐开线啮合齿轮。研究为全面理解点线啮合齿轮的传动特性提供了理论依据,对其推广应用具有一定参考价值。     

弧齿线摆线圆柱齿轮副的几何参数与承载力分析

提出一种新型齿轮——弧齿线摆线圆柱齿轮,根据齿轮副啮合原理推导出齿廓曲线方程,并论述其基本几何参数,分析计算该齿轮副的重合度。设计该齿轮的三维造型,对弧齿线摆线圆柱齿轮副传动的接触应力和弯曲应力进行分析。结果表明:弧齿线半径在一定范围内时,弧齿线摆线圆柱齿轮副的接触应力和弯曲应力比渐开线圆柱齿轮副的接触和弯曲应力更小,其承载力比相同尺寸的渐开线圆柱齿轮更大。     

螺旋齿轮啮合原理及其应用

渐开线螺旋齿轮传动是一种典型的空间啮合。它主要用于仪器制造。在机器制造中,由于它的承载能力不高而用得很少。但在齿轮加工中,如滚齿、剃齿、珩齿、车齿、磨齿中,刀具同被加工齿轮的啮合却是一对螺旋齿轮的啮合。常因为利用了螺旋齿轮的啮合特征,来分析研究滚齿、剃齿等加工中的问题,给我们带来了许多有趣的启示。     

一种新型齿轮综合偏差测量齿轮及测量原理

传统渐开线齿轮综合偏差的检测常采用齿轮单面啮合法和齿轮双面啮合法。由于2种方法的测量原理及测量参数等不同,需采用齿轮单啮仪和齿轮双啮仪2种仪器分别进行测量,从而分别获得被测齿轮的切向综合偏差和径向综合偏差,2种偏差无法通过一次啮合检测得到。针对传统齿轮综合检测的不足,设计了一种由2个特殊半齿测量齿轮组成的新型测量齿轮,提出了一种新的齿轮综合偏差测量原理,并给出了其综合偏差结果的评定方法。该测量齿轮与被测齿轮通过一次类单面啮合测量,获得产品齿轮两侧齿面的切向综合偏差和径向综合偏差,明显提高了渐开线齿轮综合偏差的检测效率,降低了在测量设备上的投资。     

渐开弧面齿轮的形成原理及数学模型

结合传统渐开线齿轮与圆弧齿轮优点,提出一种新型的渐开弧面齿轮传动。定义了渐开弧面齿轮的概念,即分别在主从动齿轮的渐开线齿廓上选取两条相对应啮合的单值曲线,在两条曲线上的任意点分别用凸凹圆弧替代渐开线齿廓形成新的齿廓。根据微分几何基本原理,运用坐标变换法推导渐开弧面齿轮传动的齿面方程。讨论渐开弧面齿轮的中心距可分性,分析表明即使中心距发生改变,只要一对齿轮齿廓能够啮合传动,就仍能保持良好的传动性能。根据实例的具体参数,建立一对渐开弧面齿轮啮合的三维实体模型。研究结果为进一步开展渐开弧面齿轮传动研究提供了理论基础,对后续齿轮的设计、加工等有很大的参考价值。     

罗茨真空泵的新齿形线的研究

介绍了传统渐开线齿形存在的不足之处,并研究出一种新型的罗茨真空泵转子型线,根据齿轮啮合原理与参数方程相结合的方法,准确、真实地描述了的新型转子型线的完整齿廓.解决了传统渐开线齿型存在的型线干涉、困气等问题,使两转子在运行的过程中达到很好的啮合效果.为新型转子型线的数字化设计,啮合分析、动态仿真、运动学和动力学分析提供了新的理论依据.